Aparaty ortodontyczne stałe

Ostatnie pół wieku to dynamiczny rozwój stomatologii estetycznej. Nieustanne dążenie do poprawy aparycji uśmiechu spowodowało rozwój dyscyplin, które dotąd nie odgrywały wiodącej roli: implantologii, protetyki stomatologicznej i ortodoncji. Nierozerwalnie rozwój wyżej wymienionych dyscyplin związany był z rewolucją, która dokonywała się i dokonuje na polu materiałów stosowanych w stomatologii.

Od lat osiemdziesiątych XX w. leczenie ortodontyczne z zastosowaniem aparatów cienkołukowaych stało się popularne. Dzięki ulepszonej technologii produkcji materiałów ortodontycznych i technice ortodontycznej, obecnie możliwa jest korekta różnorodnych wad zgryzu z naciskiem na precyzyjne ustawienie zębów.

Nowoczesne leczenie

W nowoczesnej terapii ortodontycznej w trakcie leczenia zaburzeń wyrostkowo-zębodołowych wykorzystuje się aparaty ruchome (zdejmowane) oraz stałe aparaty cienko i grubołukowe. Aparaty stałe składają się z elementów (zamki ortodontyczne, pierścienie), które są przyklejane do powierzchni (wargowych lub policzkowych) zębów oraz z drutów ortodontycznych i aparatów grubołukowych generujących odpowiednie siły (przerzuty podniebienne, zderzak wargowy, headgear), a także wyciągów elastycznych. Terapia przy zastosowaniu takich aparatów trwa średnio 2-3 lata. Klasyczny zamek bliźniaczy w cienkołukowym aparacie stałym składa się z 2 par skrzydełek połączonych z podstawą.  Szczelina pozioma służy do umieszczenia drutu ortodontycznego, który może być przytrzymywany za pomocą ligatur elastycznych bądź metalowych. Dostępne są również na rynku zamki samoligaturujące, gdzie drut przytrzymywany jest w szczelinie przy pomocy np. klipsów niklowo-tytanowych bądź specjalnej klapki.

Produkcja aparatów ortodontycznych

Ze względu na zastosowanie stałych aparatów ortodontycznych (zamków, pierścieni, drutów, ligatur i elementów dodatkowych) w niekorzystnym środowisku jamy ustnej, poddawanie unikalnym obciążeniom oraz względnie długi okres leczenia – wymagania dotyczące ich właściwości fizyko-chemicznych i odporności korozyjnej muszą być bardzo wysokie. Druty ortodontyczne produkowane są ze stali chromowo-niklowo-molibdenowych  (AISI 302/304) – średnio 18% niklu i 8% chromu, stopów kobaltowo-chromowo-niklowych, stopów β-tytanowych, stopów niklowo-tytanowych oraz stopów niklowo-tytanowych z domieszką innego metalu (np. miedzi). Do produkcji zamków ortodontycznych również stosowane są austeniczne stale chromowo-niklowo-molibdenowe – AISI 303, 304, 316, 316L, 316 LVM, 318, 2205, P558, 17-4 PH, tytan oraz stopy tytanu (Ti6Al4V). Pierścienie ortodontyczne wykonywane są, podobnie jak niektóre wyżej wymienione elementy aparatów stałych, z austenicznej stali chromowo-niklowo-molibdenowej. Natomiast elementy dodatkowe jak przerzuty podniebienne, Q-helix, Bi-Helix, rotator, expander, łuki językowe, ligatury, sprężyny, haczyki wykonuje się za stali chromowo-niklowo-molibdenowych oraz ze stopów niklowo-tytanowych (Ti – 48-54%). Ponieważ ok. 10% populacji wykazuje nadwrażliwość na nikiel, zamki bezniklowe są również dostępne na rynku. Estetyczne zamki produkowane są z tlenków glinu, cyrkonu bądź poliwęglanów, zaś druty to „klasyczne” stopy powleczone warstwą w kolorze szkliwa. Niestety podczas leczenia warstwa ta ulega ścieraniu.

Do produkcji zamków i innych elementów ortodontycznych ze stopów metali stosuje się formowanie wtryskowe MIM (metal injection molding), spawanie laserowe i lutowanie twarde. MIM pozwala na wytwarzanie elementów o zróżnicowanych wymiarach i złożonych kształtach z wykorzystaniem różnych materiałów (ceramika, kompozyty, metale). Technologia polega na mieszaniu proszków metalu (stopu) z wypełniaczem (lepiszczem bazującym). Uzyskana homogenna masa jest następnie wstrzykiwana do wcześniej przygotowanej formy. Uzyskany półprodukt (tzw. „zielona część”) jest większy o ok. 20% od produktu końcowego i zostaje poddany działaniu temperatury i rozpuszczalnika w celu usunięcia ok. 90% wypełniacza (element nosi nazwę „części brązowej”). Ostateczną procedurą jest tzw. spiekanie końcowe w piecach próżniowych w temp. 1400°C. Element kurczy się (o 17–22%) w trzech wymiarach i osiąga pożądane rozmiary. Do zalet MIM należy zaliczyć wysoką gęstość otrzymanych elementów (97,5–99,5%), wysoką dokładność wykonania (+/-0,001–0,002 cala) oraz niższe koszty produkcji z powodu eliminacji procesów obróbki mechanicznej. Jednakże produkty wykonane tą techniką prezentują większą chropowatość powierzchni, co powoduje zmniejszenie odporności korozyjnej. Spawanie laserowe zostało wprowadzone jako alternatywa dla lutowania twardego i charakteryzuje się wyeliminowaniem etapów pośrednich, zaś właściwości mechaniczne otrzymanych produktów są na odpowiednim poziomie. Lutowanie twarde to łączenie poszczególnych składowych zamka (podstawa, skrzydełka) za pomocą lutu. Wytrzymałość mechaniczna jest wysoka, jednakże w przypadku używania stopów srebra tworzy się ogniwo galwaniczne, które prowadzi do uwalniania jonów. W przypadku procesów produkcyjnych drutów uprzednio odlane sztaby o określonym składzie poddawane są procesom obróbki. Trzeba pamiętać, że pojawiania się materiałów nowej generacji do wypełnień, stopów służących do produkcji implantów, bądź zamków i drutów ortodontycznych stwarza wciąż nowe możliwości lecznicze.